2.3 Основные показатели надежности

В соответствии с ГОСТ 27.002 надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции.

Этот стандарт оговаривает как единичные показатели надежности, каждый из которых характеризует отдельную сторону надежности (безотказность, долговечность, сохраняемость или ремонтопригодность), так и комплексные показатели надежности, которые характеризуют одновременно несколько свойств надежности.

2.3.1 Показатели для оценки безотказности

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Под наработкой понимается продолжительность работы машины, выраженная:

– для машин в целом – во времени (часах);

– для автомобильного транспорта – в километрах пробега автомобиля;

– для авиации – в часах налета самолета;

– для с/х техники – в гектарах условной пахоты;

– для двигателей – в моточасах и т.д.

Для оценки безотказности применяют следующие показатели:

1. Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает:

(2.1)

где N – число объектов, работоспособных в начальный момент времени;

n(t) – число объектов, отказавших на момент t от начала испытаний или эксплуатации.

Вероятность безотказной работы изменяется от 0 до 1.

Вероятность безотказной работы Р объекта связана с вероятностью отказа F следующим соотношением:

(2.2)

Вероятность безотказной работы уменьшается с увеличением времени работы или наработки объекта. Зависимости вероятности безотказной работы P(t) и вероятности отказа F(t) от наработки t представлены на рисунке 2.2.

Р – вероятность безотказной работы; F – вероятность отказа

Рисунок 2.2 – Зависимости вероятности безотказной работы и вероятности отказа от наработки

2. Средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы) и средняя наработка на отказ.

Средняя наработка до отказа – математическое ожидание наработки объекта до первого отказа. Этот показатель часто называют средним временем безотказной работы:

(2.3)

где t_i – наработка до отказа i-го объекта;

N – число объектов.

Средняя наработка на отказ – математическое ожидание времени между соседними отказами объекта.

3. Плотность вероятности отказа (частота отказов) – отношение числа отказавших изделий в единицу времени к первоначальному числу находящихся под наблюдением при условии, что отказавшие изделия не восстанавливаются и не заменяются новыми:

(2.4)

где n(Δt) − число отказов в рассматриваемом интервале наработки;

N − общее число изделий, находящихся под наблюдением;

Δt − величина рассматриваемого интервала наработки.

4. Интенсивность отказов – условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник.

Иначе говоря, это отношение числа отказавших изделий в единицу времени к среднему числу работающих безотказно за данный промежуток времени при условии, что отказавшие изделия не восстанавливаются и не заменяются новыми.

Интенсивность отказов оценивают по следующей формуле:

(2.5)

где f(t) – частота отказов;

P(t) – вероятность безотказной работы;

n(Δt) – число отказавших изделий за время от t до t + Δt;

Δt – рассматриваемый интервал наработки;

N_ср – среднее число безотказно работающих изделий:

(2.6)

где N(t) − число безотказно работающих изделий в начале рассматриваемого интервала наработки;

N(t + Δt) − число безотказно работающих изделий в конце интервала наработки.